BR112018014947B1 - HEAT TREATMENT PROCESS AND HEAT TREATMENT DEVICE - Google Patents
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Abstract
A invenção se refere a um método e um dispositivo para tratamento térmico direcionado especificamente para zonas individuais de um componente de aço. Em uma ou várias primeiras áreas do componente de aço uma estrutura martensítica precedente pode ser ajustada, a partir da qual pode ser representada, por arrefecimento abrupto, uma estrutura em grande parte martensítica, e em uma ou várias áreas do componente de aço é um estrutura em grande parte ferrítica-perlítica, sendo que, o componente de aço é aquecido inicialmente em um primeiro forno a uma temperatura abaixo da temperatura AC3, o componente de aço é posteriormente transferido para uma estação de tratamento, sendo que, o mesmo pode ser arrefecido durante a transferência, e na estação de tratamento, a uma ou várias segundas áreas do componente de aço podem ser arrefecidas dentro de uma temporização t150 a uma temperatura que encerra o arrefecimento ^2 , sendo posteriormente transferido para um segundo forno, sendo que a temperatura da uma ou várias segundas áreas se eleva novamente, durante a temporização t130 a uma temperatura abaixo da temperatura AC3, enquanto a temperatura da uma ou várias primeiras áreas na mesma temporização t130 são aquecidas a uma temperatura acima da temperatura AC3.The invention relates to a method and device for specifically targeted heat treatment of individual zones of a steel component. In one or several first areas of the steel component a preceding martensitic structure can be fitted, from which a largely martensitic structure can be represented by abrupt cooling, and in one or several areas of the steel component is a structure largely ferritic-pearlitic, and the steel component is initially heated in a first furnace at a temperature below the AC3 temperature, the steel component is subsequently transferred to a treatment station, where it can be cooled during the transfer, and in the treatment station, one or several second areas of the steel component can be cooled within a time t150 to a temperature that ends the cooling ^2 , being subsequently transferred to a second furnace, the temperature being of one or several second areas rises again, during time t130 at a temperature below the temperature AC3, while the temperature d the first one or several areas in the same time t130 are heated to a temperature above the AC3 temperature.
Description
[0001] A invenção se refere a um método e um dispositivo para tratamento térmico direcionado especificamente para zonas individuais de um componente de aço.[0001] The invention relates to a method and a device for heat treatment specifically directed to individual zones of a steel component.
[0002] No estado da técnica, em muitos casos de aplicação, em diferentes setores, há o desejo por peças de chapas metálicas de alta resistência com menor peso da peça. Por exemplo, na indústria automobilística, há o esforço de reduzir o consumo de combustível de automóveis e diminuir as emissões de C02contudo, ao mesmo tempo, elevar a segurança dos passageiros. Portanto, há uma forte necessidade crescente de componentes de carroceria com uma relação favorável de estabilidade e peso. Estão associados a esses componentes, colunas A e B, suporte de proteção de impacto lateral em portas, travessas, partes de estrutura, para-choques, para lateral para assoalho e teto, longarina anterior e posterior. Em veículos automóveis modernos, a carroceria com uma gaiola de segurança consiste geralmente em uma chapa de aço temperada com aprox. 1.500Mpa de estabilidade. Nesse caso, são aplicadas múltiplas chapas de aço revestidas por Al-Si. Para a produção de um componente de chapa de aço temperada, foi desenvolvido o processo denominado temperagem por compressão. Nesse caso, as chapas de aço são inicialmente aquecida em austenita, então, colocadas em uma ferramenta de temperagem por compressão, rapidamente moldadas e abruptamente resfriadas pela ferramenta arrefecida em água, rapidamente em temperatura inferior à rigidez martensítica. Nesse caso, resulta uma estabilidade rígida de estrutura martensítica com aprox. 1.500MPa. Uma tal chapa de aço temperada apresenta, contudo, apenas um menor alongamento de ruptura. A energia cinética de um impacto, portanto, não pode ser suficientemente convertida em calor de deformação.[0002] In the state of the art, in many application cases, in different sectors, there is a desire for high strength sheet metal parts with lower part weight. For example, in the automobile industry, there is an effort to reduce automobile fuel consumption and decrease C02 emissions, yet at the same time increase passenger safety. Therefore, there is a strong growing need for body components with a favorable stability-to-weight ratio. These components are associated with A and B pillars, side impact protection support on doors, cross members, structure parts, bumpers, side rails for floor and roof, front and rear spar. On modern motor vehicles, the bodywork with a safety cage generally consists of a hardened sheet steel of approx. 1,500Mpa of stability. In this case, multiple Al-Si coated steel sheets are applied. For the production of a tempered steel sheet component, the process called compression tempering was developed. In this case, the steel sheets are initially heated in austenite, then placed in a compression hardening tool, quickly shaped and abruptly cooled by the water-cooled tool, rapidly below the martensitic hardness. In this case, a rigid stability of martensitic structure with approx. 1,500MPa. Such a hardened steel sheet, however, has only a lower elongation at break. The kinetic energy of an impact, therefore, cannot be sufficiently converted into heat of deformation.
[0003] Portanto, para o setor automotivo, é desejável produzir componentes de carroceria que apresentem a maioria das zonas de alongamento e estabilidade diversificadas no componente, de tal modo que, por um lado, tanto áreas rígidas (a seguir, denominadas primeiras áreas) quanto áreas alongáveis (a seguir, denominadas segundas áreas) existam em um componente. Por um lado, são desejáveis componentes com estabilidade basicamente elevada, a fim de obter componentes altamente resiliente mecanicamente, com peso menor. Por outro lado, também devem poder ter componentes de alta resistência com áreas parcialmente suaves. Isso traz a capacidade de deformação parcialmente elevada desejada em caso de acidente (Crashfall). A ser dissipada e assim, as forças de aceleração possam ser minimizadas sobre os passageiros e em todo o veículo. Além disso, processos de junção modernos exigem áreas suavizadas que permitem a junção de materiais de mesmo tipo ou diversos. Frequentemente são utilizadas junções de prensagem ou rebitagem que requerem, como pré-requisito, áreas moldáveis no componente.[0003] Therefore, for the automotive sector, it is desirable to produce body components that present the most zones of elongation and diversified stability in the component, in such a way that, on the one hand, both rigid areas (hereinafter referred to as first areas) how many stretchable areas (hereinafter referred to as second areas) exist in a component. On the one hand, components with basically high stability are desirable in order to obtain highly mechanically resilient components with lower weight. On the other hand, they must also be able to have high strength components with partially smooth areas. This brings the desired partially increased deformation capacity in case of a crash (crashfall). To be dissipated and thus, the acceleration forces can be minimized on the passengers and on the entire vehicle. In addition, modern joining processes require smoothed areas that allow the joining of materials of the same or different types. Press or rivet joints are often used which require, as a prerequisite, moldable areas on the component.
[0004] Nesse caso, ainda devem ser observadas as reivindicações gerais em uma instalação de produção: assim, não deve ocorrer qualquer prejuízo no tempo do ciclo em uma instalação de temperagem por compressão, a instalação completa deve ser utilizada sem limitações e poder ser converter rapidamente em um produto específico. O processo deve ser robusto e econ6omicoe a instalação de produção necessitar apenas um espaço mínimo. A forma e precisão das arestas do componente deve ser alta.[0004] In this case, the general claims in a production installation must still be observed: thus, there must not be any damage to the cycle time in a compression hardening installation, the complete installation must be used without limitations and be able to be converted quickly on a specific product. The process must be robust and cost-effective, and the production facility needs only minimal space. The shape and precision of the component edges must be high.
[0005] Em todos os processos conhecidos ocorre o tratamento térmico direcionado do componente em uma etapa de tratamento de tempo intensivo, que essencialmente exerce influência sobre os tempos de ciclo de todo o dispositivo de tratamento térmico.[0005] In all known processes, targeted heat treatment of the component takes place in a time-intensive treatment step, which essentially influences the cycle times of the entire heat treatment device.
[0006] O objetivo da invenção é, portanto, oferecer um processo e um dispositivo para o tratamento térmico direcionado especificamente para zonas individuais de um componente de aço, sendo que podem ser alcançadas áreas de diferentes durezas e ductibilidades nas quais pode ser minimizada a influência sobre o tempo de ciclo de todo o dispositivo de tratamento térmico.[0006] The object of the invention is therefore to offer a process and a device for the heat treatment directed specifically to individual zones of a steel component, whereby areas of different hardness and ductility can be reached in which the influence can be minimized. on the cycle time of the whole heat treatment device.
[0007] De acordo com a invenção, esse objetivo é solucionado por um processo com as características da reivindicação independente 1. Aperfeiçoamentos vantajosos do processo resultam das reivindicações dependentes 2 a 5. O objetivo é solucionado ainda por um dispositivo de acordo com a reivindicação 8. Aperfeiçoamentos vantajosos do dispositivo resultam das reivindicações dependentes 6 a 15.[0007] According to the invention, this objective is solved by a process with the characteristics of independent claim 1. Advantageous improvements to the process result from dependent claims 2 to 5. The objective is also solved by a device according to claim 8 Advantageous improvements to the device result from dependent claims 6 to 15.
[0008] Um componente de aço é aquecido inicialmente até se encontrar abaixo da temperatura de austenização AC3.[0008] A steel component is initially heated until it is below the austenitic temperature AC3.
[0009] Posteriormente, o componente de aço é transferido para uma estação de tratamento. Aqui, a segunda ou as segundas áreas são arrefecidas o mais rápido possível dentro de um tempo de tratamento tB. Em uma modalidade preferida do dispositivo de tratamento térmico, a estação de tratamento apresenta um dispositivo de posicionamento, com cujo o auxílio pode ser assegurado o posicionamento preciso das áreas individuais. O arrefecimento rápido da segunda ou das segundas áreas ocorre em uma modalidade preferida do processo por meio de alimentação com um fluido gasoso, por exemplo, ar ou um gás de proteção. A estação de tratamento apresenta, para isso, em uma modalidade vantajosa, um dispositivo para a alimentação, por exemplo, das segundas áreas. Esse dispositivo pode apresentar, por exemplo, um ou vários bocais. Em uma modalidade vantajosa do processo, ocorre a alimentação da segunda ou das segundas áreas por alimentação com um fluido gasoso, sendo que, o fluido gasoso água é adicionado, por exemplo, em forma nebulizada. Para isso, o dispositivo apresenta, em uma modalidade vantajosa, um ou mais bocais de nebulização. Através da alimentação com o fluido gasoso deslocado com água, é elevada a dissipação do calor a partir da segunda ou das segundas áreas. Após transcorrido do tempo de tratamento tB a segunda área atingiu ou as segundas áreas atingiram uma temperatura que encerra o arrefecimento. O tempo de tratamento tB se move, nesse caso, geralmente, na faixa de poucos segundos. Nesse caso, a segunda ou as segundas áreas também podem ser arrefecidas até se encontrarem significativamente abaixo da temperatura de início de martensitização Ms. A temperatura de início de martensitização Ms se encontra, por exemplo, para estruturas metálicas de carroceria comuns 22MnB5 em torno de aprox. 410 °C. A primeira área, ou as primeiras áreas, não são submetidas a qualquer tratamento específico na estação de tratamento, ou seja, não são aquecidas ou arrefecidas sem quaisquer outras medidas específicas. A ou as primeiras áreas resfriam lentamente na estação de tratamento, por exemplo, por convecção natural. Demonstrou ser vantajoso se, na estação de tratamento, forem tomadas medidas para a redução da queda de temperatura da primeira ou das primeiras áreas. Tais medidas podem ser, por exemplo, a colocação de um refletor de radiação térmica e/ou o isolamento de superfícies da estação de tratamento no contexto da primeira ou das primeiras áreas.[0009] Subsequently, the steel component is transferred to a treatment plant. Here, the second or second areas are cooled down as quickly as possible within a tB treatment time. In a preferred embodiment of the heat treatment device, the treatment station has a positioning device, with the aid of which the precise positioning of the individual areas can be ensured. Rapid cooling of the second or second area takes place in a preferred embodiment of the process by means of supplying with a gaseous fluid, for example air or a shielding gas. The treatment plant has, for this purpose, in an advantageous embodiment, a device for supplying, for example, the second areas. Such a device may have, for example, one or more mouthpieces. In an advantageous embodiment of the process, the second or second areas are fed by feeding with a gaseous fluid, the gaseous fluid being added, for example, in nebulized form. For this purpose, the device has, in an advantageous embodiment, one or more nebulization nozzles. By supplying the water-displaced gaseous fluid, heat dissipation from the second or second areas is increased. After the treatment time tB has elapsed, the second area has reached or the second areas have reached a temperature that terminates cooling. The tB treatment time moves, in this case, usually in the range of a few seconds. In that case, the second or second areas can also be cooled down to significantly below the martensitization start temperature Ms. The martensitization start temperature Ms is found, for example, for common metal body structures 22MnB5 around approx. 410 °C. The first area, or the first areas, are not subjected to any specific treatment in the treatment plant, i.e. they are not heated or cooled without any other specific measures. The first area or areas cool slowly in the treatment plant, for example by natural convection. It has proved to be advantageous if, in the treatment plant, measures are taken to reduce the temperature drop in the first area or areas. Such measures can be, for example, the placement of a thermal radiation reflector and/or the isolation of surfaces of the treatment plant in the context of the first or first areas.
[0010] Em seguida, após transcorrido o tempo de tratamento tB, o componente de aço é transferido para um segundo forno. O componente de aço completo é aquecido nesse segundo forno. Esse aquecimento pode ocorrer, por exemplo, por radiação térmica. Nesse caso, o componente de aço permanece durante uma temporização t130 no segundo forno, que deve ser medido de tal modo que a temperatura da primeira ou das primeiras áreas se elevam acima da temperatura AC3. Visto que a segunda ou as segundas áreas apresentam, a partir das etapas anteriores do processo, no início do temporização t130 uma temperatura significativamente inferior à primeira ou às primeiras áreas, ao final do temporização t130 no segundo forno, as mesmas não atingiram a temperatura AC3. Posteriormente, o componente de aço pode ser transferido para uma ferramenta de temperagem por compressão, sendo que a primeira ou as primeiras áreas são completamente austenizadas, enquanto a segunda ou as segundas áreas não são austenizadas, de tal modo que, pelo arrefecimento abrupto em uma temperagem por compressão subsequente, a primeira ou as primeiras áreas formem estruturas martensíticas com valores elevados de estabilidade. Visto que a segunda ou as segundas áreas não foram austenizadas em qualquer tempo durante o processo, após a etapa de temperagem por compressão, as mesmas apresentam estruturas ferríticas-perlíticas, apenas com baixos valores de estabilidade em elevada ductibilidade.[0010] Then, after the treatment time tB has elapsed, the steel component is transferred to a second furnace. The completed steel component is heated in this second furnace. This heating can occur, for example, by thermal radiation. In this case, the steel component remains for a time t130 in the second furnace, which must be measured in such a way that the temperature of the first or first areas rises above the AC3 temperature. Since the second or second areas present, from the previous stages of the process, at the beginning of time t130 a significantly lower temperature than the first or first areas, at the end of time t130 in the second oven, they have not reached temperature AC3 . Subsequently, the steel component can be transferred to a compression hardening tool, with the first or first areas being completely austenitic, while the second or second areas are not austenitic, such that upon quenching in a subsequent compression hardening, the first or first areas form martensitic structures with high stability values. Since the second or second areas were not austenitized at any time during the process, after the compression hardening step, they present ferritic-pearlitic structures, with only low values of stability in high ductility.
[0011] De acordo com a invenção, os componentes são transportados, após alguns segundos na estação de tratamento, que pode, além disso, disponibilizar um dispositivo de posicionamento, para assegurar o posicionamento preciso das diferentes áreas, em um segundo forno, que não possui, preferencialmente, quaisquer dispositivos especiais para o tratamento diversificado das diferentes áreas. Em uma modalidade é ajustada apenas uma temperatura do forno 04, ou seja, uma temperatura essencialmente homogênea em todo o espaço do forno, que se encontra acima da temperatura de austenização AC3. Podem ser realizados limites claramente definidos das áreas individuais e pela pouca diferença de temperatura entre ambas as áreas, a deformação dos componentes é minimizada. Baixas dispersões do nível de temperatura do componente atuam de forma vantajosa nos outros processos de prensagem.[0011] According to the invention, the components are transported, after a few seconds in the treatment station, which can, in addition, provide a positioning device, to ensure the precise positioning of the different areas, in a second oven, which does not preferably have any special devices for the diversified treatment of different areas. In one mode, only one furnace temperature 04 is set, that is, an essentially homogeneous temperature throughout the furnace space, which is above the austenitic temperature AC3. Clearly defined boundaries of the individual areas can be realized and due to the small temperature difference between both areas, the deformation of the components is minimized. Low dispersions of the component's temperature level act advantageously in other pressing processes.
[0012] De forma vantajosa, em uma modalidade, é previsto um forno contínuo como primeiro forno. Fornos contínuos apresentam, geralmente, uma grande capacidade e são adequados para produção em massa, visto que podem ser alimentados e operados sem grandes custos. Mas também um forno Batch, por exemplo, um forno de câmaras, pode ser utilizado como primeiro forno.[0012] Advantageously, in one embodiment, a continuous oven is provided as the first oven. Continuous kilns generally have a large capacity and are suitable for mass production as they can be fed and operated without great expense. But a batch furnace, for example a chamber furnace, can also be used as a first furnace.
[0013] De forma vantajosa, em uma modalidade, o segundo forno é um forno contínuo.[0013] Advantageously, in one embodiment, the second oven is a continuous oven.
[0014] Ca so, tanto o primeiro quanto o segundo forno, forem executados como fornos contínuos, as temporizações necessárias para a ou as primeiras e segundas áreas podem ser realizadas dependendo do comprimento do componente pelo ajuste da velocidade de transporte e disposição do respectivo comprimento do forno. Desse modo, pode ser evitada a influência do tempo de ciclo de toda a linha de produção com o dispositivo de tratamento térmico e a prensagem para uma temperagem por compressão subsequente.[0014] If both the first and second ovens are executed as continuous ovens, the necessary timings for the first and second area(s) can be performed depending on the length of the component by adjusting the transport speed and arranging the respective length from the oven. In this way, the influence of the cycle time of the entire production line with the heat treatment device and pressing for subsequent compression tempering can be avoided.
[0015] Em uma modalidade alternativa, o segundo forno é um forno Batch, por exemplo, um forno de câmaras.[0015] In an alternative embodiment, the second furnace is a batch furnace, for example, a chamber furnace.
[0016] Em um modalidade preferida, a estação de tratamento apresenta um dispositivo para arrefecimento rápido de uma ou várias das segundas áreas do componente de aço. Em uma modalidade vantajosa, o dispositivo apresenta um bocal para alimentar a primeira ou as primeiras áreas do componente de aço com um fluido gasoso, por exemplo, ar ou um gás de proteção, como, por exemplo nitrogênio. Para isso, o dispositivo apresenta, em uma modalidade vantajosa, um ou mais bocais de nebulização. Através da alimentação com o fluido gasoso deslocado com água, é elevada a dissipação do calor a partir da segunda ou das segundas áreas.[0016] In a preferred embodiment, the treatment plant has a device for rapid cooling of one or more of the second areas of the steel component. In an advantageous embodiment, the device has a nozzle for supplying the first or first areas of the steel component with a gaseous fluid, for example, air or a shielding gas, such as, for example, nitrogen. For this purpose, the device has, in an advantageous embodiment, one or more nebulization nozzles. By supplying the water-displaced gaseous fluid, heat dissipation from the second or second areas is increased.
[0017] Em uma outra modalidade, a segunda ou as segundas áreas são arrefecidas por condução térmica, por exemplo, pelo contato com uma punção ou várias punções, que apresenta ou apresentam uma temperatura consideravelmente mais baixa que o componente de aço. Para isso, a punção pode ser produzida a partir de um material de boa condutibilidade térmica e ser arrefecido diretamente e/ou indiretamente. Também é possível uma combinação de tipos de arrefecimento.[0017] In another embodiment, the second area or areas are cooled by thermal conduction, for example by contact with a punch or several punches, which have or have a considerably lower temperature than the steel component. For this, the punch can be produced from a material with good thermal conductivity and be cooled directly and/or indirectly. A combination of cooling types is also possible.
[0018] Com o processo de acordo com a invenção e o dispositivo de tratamento térmico de acordo com a invenção, componentes de aço com respectivamente uma ou várias primeiras e/ou segundas áreas, que também podem ser formadas de modo complexo, podem ser comprimidos de forma econômica a um perfil de temperatura correspondente, visto que as diferentes áreas podem ser trazidas, de fato, muito rapidamente às temperaturas de processo necessárias.[0018] With the process according to the invention and the heat treatment device according to the invention, steel components with respectively one or more first and/or second areas, which can also be formed complexly, can be compressed economically to a corresponding temperature profile, as the different areas can be brought to the required process temperatures very quickly indeed.
[0019] De acordo com a invenção, com o processo direcionado e o dispositivo de tratamento térmico é possível ajustar várias segundas áreas quase aleatoriamente. A segunda ou as segundas áreas nunca foram austenizadas durante o transcorrer do processo e apresentam também, após a compressão, baixos valores de estabilidade semelhantes às estabilidades originais do componente de aço não-tratado. Também a geometria selecionada das subáreas pode ser livremente selecionada. Áreas pontilhadas ou em forma de linhas também podem ser representadas, do mesmo modo, como, por exemplo, áreas de larga escala. Também a posição das áreas é irrelevante. As segundas áreas podem ser completamente envolvidas pelas primeiras áreas ou se encontrar na borda do componente de aço. É possível até mesmo um tratamento por toda a extensão da superfície. Uma orientação particular do componente de aço no sentido do fluxo não é necessária para o fim do processo para o tratamento térmico direcionado especificamente para zonas individuais de um componente de aço. Uma limitação do número dos componentes de aço tratados simultaneamente é especificado, em todo o caso, pela ferramenta de temperagem por compressão ou técnica de transporte de todo o dispositivo de tratamento térmico. A utilização do processo em componentes de aço já deformados, é possível, do mesmo modo. Através das superfícies formadas tridimensionais dos componentes de aço já deformados, obtém-se apenas um custo construtivo mais elevado para a representação das superfícies opostas.[0019] According to the invention, with the targeted process and the heat treatment device it is possible to adjust several second areas almost randomly. The second or second areas were never austeniticized during the course of the process and also present, after compression, low stability values similar to the original stabilities of the non-treated steel component. Also selected geometry of subareas can be freely selected. Dotted or line-shaped areas can also be represented in the same way, for example large-scale areas. Also the position of the areas is irrelevant. The second areas can be completely enclosed by the first areas or meet at the edge of the steel component. It is even possible to treat the entire length of the surface. A particular orientation of the steel component in the direction of flow is not necessary for the end of the process for specifically targeted heat treatment of individual zones of a steel component. A limitation of the number of simultaneously treated steel components is specified, in any case, by the compression hardening tool or conveying technique of the entire heat treatment device. The use of the process on already deformed steel components is also possible. Through the three-dimensional formed surfaces of the already deformed steel components, only a higher constructive cost is obtained for the representation of the opposite surfaces.
[0020] Ademais, é vantajoso que também instalações de tratamento térmico já existentes possam ser adaptadas ao processo de acordo com a invenção. Para isso, em um dispositivo de tratamento térmico convencional com apenas um forno posterior ao mesmo, é preciso ser instalada apenas a estação de tratamento e o segundo forno. Conforme a modalidade do forno existente, é possível separar o mesmo de tal modo que resultem o primeiro e o segundo forno a partir do forno original.[0020] Furthermore, it is advantageous that even existing heat treatment plants can be adapted to the process according to the invention. For this, in a conventional heat treatment device with only one furnace after it, only the treatment station and the second furnace need to be installed. Depending on the type of existing oven, it is possible to separate it in such a way that the first and second ovens result from the original oven.
[0021] Out ras vantagens, características especiais e desenvolvimentos úteis da invenção se tornam evidentes a partir das reivindicações dependentes e da descrição a seguir, das modalidades preferidas com base nos desenhos.[0021] Other advantages, special features and useful developments of the invention become apparent from the dependent claims and the following description of preferred embodiments based on the drawings.
[0022] A partir das Figuras, mostra-se: Figura 1 uma curva de temperatura típica no tratamento térmico de um componente de aço com uma primeira e uma segunda área Figura 2 um dispositivo de tratamento térmico de acordo com a invenção, em uma vista superior como desenho esquemático Figura 3 um outro dispositivo de tratamento térmico de acordo com a invenção, em uma vista superior como desenho esquemático Figura 4 um outro dispositivo de tratamento térmico de acordo com a invenção, em uma vista superior como desenho esquemático Figura 5 um outro dispositivo de tratamento térmico de acordo com a invenção, em uma vista superior como desenho esquemático Figura 6 um outro dispositivo de tratamento térmico de acordo com a invenção, em uma vista superior como desenho esquemático. Figura 7 um outro dispositivo de tratamento térmico de acordo com a invenção, em uma vista superior como desenho esquemático[0022] From the Figures, it is shown: Figure 1 a typical temperature curve in the heat treatment of a steel component with a first and a second area Figure 2 a heat treatment device according to the invention, in a view Figure 3 another heat treatment device according to the invention, in a top view as a schematic drawing Figure 4 another heat treatment device according to the invention, in a top view as a schematic drawing Figure 5 another heat treatment device according to the invention, in top view as schematic drawing Figure 6 is a further heat treatment device according to the invention, in top view as schematic drawing. Figure 7 another heat treatment device according to the invention, in a top view as a schematic drawing
[0023] Na Figura Fig. 1 é representada uma curva de temperatura típica no tratamento térmico de um componente de aço 200 com uma primeira área 210 e uma segunda área 220 segundo o processo de acordo com a invenção. O componente de aço 200 é aquecido no primeiro forno 110 de acordo com o curso de temperatura ilustrado de forma esquemática £200,110 durante a temporização no primeiro forno t110 a uma temperatura abaixo da temperatura AC3. Posteriormente, o componente de aço 200 é transferido com um tempo de transferência t120 para a estação de tratamento 150. Nesse caso, o componente de aço perde calor. Na estação de tratamento, uma segunda área 220 do componente de aço 200 é rapidamente arrefecida, sendo que, a segunda área 220 perde rapidamente calor conforme o curso ilustrado £220,150. A alimentação se encerra após transcorrido o tempo de tratamento tB, que, dependendo da espessura do componente de aço 200 e do tamanho da segunda área 220, é de apenas alguns segundos. Em uma primeira aproximação, nesse caso, o tempo de tratamento tB é igual à temporização t150 na estação de tratamento 150. A segunda área 220 atingiu agora a temperatura que encerra o arrefecimento ds. Ao mesmo tempo, a temperatura da primeira área 210 na estação de tratamento 150 cai, conforme o curso de temperatura delineado £210,150, sendo que, a primeira área 210 não se encontra na área do sentido de arrefecimento. Após decorrido o tempo de tratamento tB o componente de aço 200 é transferido, durante o tempo de transferência t121 para o segundo forno 130, sendo que o mesmo continua perdendo calor. No segundo forno 130 se altera a temperatura da primeira área 210 do componente de aço 200 de acordo com o curso de temperatura ilustrada de forma esquemática 02io,i3o durante a temporização t130, ou seja, a temperatura da primeira área 210 do componente de aço 200 é aquecida a uma temperatura acima da temperatura AC3. Também a temperatura da segunda área 220 do componente de aço 200 sobe, conforme o curso de temperatura £220,130 ilustrado, durante a temporização t130, sem atingir a temperatura AC3. O segundo forno 130 não disponibiliza quaisquer dispositivos especiais para o tratamento diferenciado das diferentes áreas 210, 220. É ajustada apenas uma temperatura do forno 04, ou seja, uma temperatura essencialmente homogênea 04 em todo o espaço interno do segundo forno 130, que se encontra acima da temperatura de austenização AC3. Visto que a ou as segunda áreas apresentam uma temperatura significativamente inferior que a ou as primeiras áreas ao início da temporização t130 no segundo forno 130 e ambas as áreas são aquecidas igualmente no segundo forno 130, ao final da temporização t130 as mesmas apresentam, do mesmo modo, uma temperatura diversa. A temporização t130 do componente de aço 200 no segundo forno 130 deve ser medida de tal modo que a primeira área ou as primeiras áreas, ao final da temporização t130 apresentem uma temperatura acima da temperatura AC3, enquanto a segunda ou as segundas áreas, nesse momento, ainda não atingiram a temperatura AC3.[0023] In Figure Fig. 1 shows a typical temperature curve in the heat treatment of a steel component 200 with a first area 210 and a second area 220 according to the process according to the invention. The steel component 200 is heated in the
[0024] Posteriormente, o componente de aço pode ser transferido, durante um tempo de transferência t131 para uma ferramenta de temperagem por compressão 160, que é instalada em uma prensagem não mostrada. Durante o tempo de transferência t131 o componente de aço 200 perde novamente calor, de tal modo que a temperatura da ou das primeiras áreas também possa estar abaixo da temperatura AC3. Essa ou essas áreas são austenizadas essencialmente de forma integral, quando as mesmas deixam o segundo forno 130, de modo que as mesmas sofrem, através de um arrefecimento abrupto durante uma temporização t160 na ferramenta de temperagem por compressão 160, uma conversão para estrutura martensítica temperada.[0024] Subsequently, the steel component can be transferred, during a transfer time t131, to a
[0025] Entre ambas as áreas 210, 220 podem ser realizados limites claramente delimitados das áreas individuais 210, 220 e, pela pouca diferença de temperatura, a deformação do componente de aço 200 é minimizada. Baixas dispersões do nível de temperatura do componente 200 atuam de forma vantajosa nos outros processos de prensagem na ferramenta de temperagem por compressão 160. A temporização t130 do componente de aço 200 no segundo forno 130 pode ser realizada dependendo do comprimento do componente de aço 200 pelo ajuste da velocidade de transporte e da disposição do comprimento do segundo forno 130. Uma influência do tempo de ciclo do dispositivo de tratamento térmico 100 é minimizada, portanto, podendo até mesmo ser evitada.[0025] Between both areas 210, 220, clearly delimited boundaries of the individual areas 210, 220 can be realized and, due to the small temperature difference, the deformation of the steel component 200 is minimized. Low dispersions of the temperature level of the component 200 act advantageously in the other pressing processes in the
[0026] A Figura 2 mostra um dispositivo de tratamento térmico 100 em disposição de 90°. O dispositivo de tratamento térmico 100 apresenta uma estação de carga 101 pela qual os componentes de aço são alimentado ao primeiro forno 110. Além disso, o dispositivo de tratamento térmico 100 apresenta a estação de tratamento 150 e o segundo forno 130 disposto posterior ao mesmo, no sentido do fluxo principal D. Ainda no sentido do fluxo principal D, disposto posteriormente, se encontra uma estação de remoção 131, que é equipada com um dispositivo de posicionamento (não mostrado). O sentido do fluxo principal desvia agora essencialmente em torno de 90°, para permitir seguir uma ferramenta de temperagem por compressão 160 em uma prensagem (não mostrada), na qual, o componente de aço 200 é temperado por compressão. No sentido do eixo do primeiro forno 110 e do segundo forno 130 é disposto um recipiente 161 no qual podem ser colocadas peças rejeitadas. O primeiro forno 110 e o segundo forno 120 são executados nessa disposição, de forma preferida, como fornos contínuos, por exemplo, orno contínuo de rolos.[0026] Figure 2 shows a heat treatment device 100 in a 90° arrangement. The heat treatment device 100 has a
[0027] A Figura 3 mostra um dispositivo de tratamento térmico 100 em disposição reta. O dispositivo de tratamento térmico 100 apresenta uma estação de carga 101 pela qual os componentes de aço são alimentado ao primeiro forno 110. Além disso, o dispositivo de tratamento térmico 100 apresenta a estação de tratamento 150 e o segundo forno 130 disposto posterior ao mesmo, no sentido do fluxo principal D. Ainda no sentido do fluxo principal D, disposto posteriormente, se encontra uma estação de remoção 131, que é equipada com um dispositivo de posicionamento (não mostrado). Uma ferramenta de temperagem por compressão 160 continua agora em sentido do fluxo principal reto, em uma prensagem (não mostrada), na qual o componente de aço 200 temperado por compressão Em essencialmente 90° à estação de remoção 131 é disposto um recipiente 161 no qual podem ser colocadas peças rejeitadas. O primeiro forno 110 e o segundo forno 120 são executados nessa disposição, do mesmo modo, de forma preferida, como fornos contínuos, por exemplo, orno contínuo de rolos.[0027] Figure 3 shows a heat treatment device 100 in straight arrangement. The heat treatment device 100 has a
[0028] A Figura 4 mostra uma outra variação de um dispositivo de tratamento térmico 100 de acordo com a invenção. O dispositivo de tratamento térmico 100 novamente apresenta uma estação de carga 101 pela qual os componentes de aço são alimentado ao primeiro forno 110. O primeiro forno 110 é formado nessa modalidade novamente, preferencialmente, como forno contínuo. Além disso, o dispositivo de tratamento térmico 100 apresenta a estação de tratamento 150, que, nessa modalidade, é combinada com a estação de remoção 131. O dispositivo de remoção 131 pode ser disponibilizado, por exemplo, por um dispositivo de aperto (não mostrado). A estação de remoção 131 remove, por exemplo, por meio do dispositivo de aperto, os componentes de aço 200 do primeiro forno 110. O tratamento térmico é executado com o arrefecimento da segunda ou das segundas áreas 220 e o componente de aço ou os componentes de aço 200 são inseridos em um segundo forno 130 disposto essencialmente em torno de 90° em relação ao eixo do primeiro forno 110. Esse segundo forno 130 é previsto nessa modalidade preferencialmente como forno de câmaras, por exemplo, com várias câmaras. Após decorrida a temporização t130 dos componentes de aço 200 no segundo forno 130, os componentes de aço 200 são removidos, pela estação de remoção 131, do segundo forno 130 e inseridos em uma ferramenta de temperagem por compressão 160 oposta, instalada em uma prensa (não mostrada). Para isso, a estação de remoção 131 pode disponibilizar um dispositivo de posicionamento (não mostrado). No sentido do eixo do primeiro forno 110, atrás da estação de remoção 131, é disposto um recipiente 161 no qual podem ser colocadas peças rejeitadas. O sentido do fluxo principal D descreve, nessa modalidade, um redirecionamento em torno de 90°. Nessa modalidade não é necessário qualquer segundo sistema de posicionamento para a estação de tratamento 150. Além disso, essa modalidade é vantajosa, se, no sentido do eixo do primeiro forno 110 não houver espaço suficiente, por exemplo, em uma instalação de produção. O arrefecimento das segundas áreas 220 do componente de aço 200 também pode ocorrer, nessa modalidade, entre a estação de remoção 131 e o segundo forno 130, de modo que não necessite qualquer estação de tratamento 150 fixa no local.[0028] Figure 4 shows another variation of a heat treatment device 100 according to the invention. The heat treatment device 100 again has a
[0029] Por exemplo, um dispositivo de arrefecimento, um bocal de sopro, pode ser integrado no dispositivo de aperto. O dispositivo de remoção 131 é responsável pela transferência do componente de aço 200 do primeiro forno 110 para o segundo forno 130 e para a ferramenta de temperagem por compressão 160 ou para o recipiente 161.[0029] For example, a cooling device, a blowing nozzle, can be integrated in the clamping device. The
[0030] Também nessa modalidade a posição da ferramenta de temperagem por compressão 160 e o recipiente 161 pode ser trocada, como ilustrado na Figura 5. O sentido do fluxo principal D descreve, nessa modalidade, dois redirecionamentos em torno de 90°.[0030] Also in this embodiment, the position of the
[0031] Caso o local para a disposição do dispositivo de tratamento térmico seja limitado, oferece-se um dispositivo de tratamento térmico de acordo com a Figura 6: Em comparação à modalidade mostrada na Figura 4, o segundo forno 130 é deslocado para um segundo plano acima do primeiro forno 110. Também nessa modalidade o arrefecimento da segunda área 220 do componente de aço 200 pode ocorrer do mesmo modo, entre a estação de remoção 131 e o segundo forno 130, de tal modo que não seja necessária uma estação de tratamento 150 fixa no local. É novamente vantajoso se o primeiro forno 110 for executado como forno contínuo e o segundo forno 120 como forno de câmaras, eventualmente, com várias câmaras.[0031] If the location for arranging the heat treatment device is limited, a heat treatment device is provided according to Figure 6: Compared to the embodiment shown in Figure 4, the
[0032] Na Figura 7é mostrada de forma esquemática, por fim, uma última modalidade do dispositivo de tratamento térmico de acordo com a invenção. Em comparação à modalidade mostrada na Figura 6 são trocadas as posições da ferramenta de temperagem por compressão 160 e do recipiente 161.[0032] In Figure 7, finally, a last modality of the heat treatment device according to the invention is shown schematically. Compared to the embodiment shown in Figure 6, the positions of the
[0033] As modalidades aqui mostradas representam apenas exemplos para a presente invenção e não devem ser entendidas como limitantes. Modalidades alternativas contempladas pelo versado na técnica são igualmente abrangidas no âmbito da presente invenção. LISTA DE NÚMEROS DE REFERÊNCIA: 100 dispositivo de tratamento térmico 110 primeiro forno 130 segundo forno 131 estação de remoção 135 estação de remoção 150 estação de tratamento 152 radiador infravermelho puntiforme 153 campo de aquecimento 160 ferramenta de temperagem por compressão 161 recipiente 200 componente de aço 210 primeira área 220 segunda área D sentido do fluxo principal Ms temperatura de início de martensitização tB tempo de tratamento t110 temporização no primeiro forno t120 tempo de transferência componente de aço na estação de tratamento t121 tempo de transferência componente de aço no segundo forno t130 temporização no segundo forno t131 tempo de transferência componente de aço na ferramenta de temperagem por compressão t150 temporização na estação de tratamento t160 temporização na ferramenta de temperagem por compressão ϑs temperatura que encerra o arrefecimento ϑ3 temperatura interna do primeiro forno ϑ4 temperatura interna do segundo forno ϑ200, 110 curso de temperatura do componente de aço no primeiro forno ϑ210,150 curso de temperatura da primeira área do componente metálico na estação de tratamento ϑ220,150 curso de temperatura da segunda área do componente de aço na estação de tratamento ϑ210,130 curso de temperatura da primeira área do componente de aço no segundo forno forno ϑ220, 130 curso de temperatura da segunda área do componente de aço no segundo forno forno ϑ200, 160 curso de temperatura do componente de aço na ferramenta de temperagem por compressão[0033] The embodiments shown here represent only examples for the present invention and should not be understood as limiting. Alternative embodiments contemplated by one skilled in the art are also encompassed within the scope of the present invention. LIST OF REFERENCE NUMBERS: 100
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